基于色散光纖的帶通微波光子濾波器的理論分析和實驗研究.pdf

1、微波光子濾波器是指能在光域上實現對微波信號處理的濾波器，具有抗電磁干擾、損耗小、通信帶寬大、易重構等優(yōu)點。本文在傳統(tǒng)的光纖延遲線型微波光子濾波器的理論基礎上，分別利用相位調制(Phase Modulator,PM)技術和受激布里淵散射(stimulated Brillouin scattering，SBS)技術構建了具有負系數和復系數特性的帶通微波光子濾波器。此外，利用切趾濾波技術對濾波器的抽頭功率進行重構，達到了提高濾波器的頻率選擇性

2、的目的;利用光學器件級聯獲得了級聯型帶通微波光子濾波器，改善了濾波器的品質因數Q和主旁瓣抑制比(mainlobe-to-sideloberatio，MSSR)。
　　 本文的主要研究內容如下:
　　 第一、闡述了帶通微波光子濾波器的工作原理。重點對本文構建的負抽頭系數和復抽頭系數的帶通微波光子濾波器的數學模型進行了詳細的理論分析，為下文濾波器的具體設計奠定了理論基礎。
　　 第二、構建并實驗實現了基于Sagnac

3、干涉儀和PM技術的負系數帶通微波光子濾波器。利用Sagnac干涉儀對多波長光源進行光譜切趾，重構濾波器的抽頭權重，提高了濾波器的主旁瓣抑制比;通過相關實驗分析驗證了濾波器的調諧性。通過對比實驗，研究了加入Sagnac十涉儀對多波長光源進行切趾整形前后所構建的帶通微波光子濾波器其主旁瓣抑制比的變化;根據實驗數據可知，Sagnac干涉儀能較好的實現對多波長光載波的切趾整形，達到了改善濾波器性能的目的。
　　 第三、提出了基于Lyot

4、-Sagnac濾波器和光學器件級聯的負系數帶通微波光子濾波器的結構模型。通過Lyot-Sagnac濾波器切割寬帶光源實驗，獲得了一個波長間隔易控制、易調諧的多波長光源，并結合PM技術和色散光纖構建了帶通微波光子濾波器。同時，根據系統(tǒng)級聯特性，將一個光纖環(huán)形諧振器與色散光纖級聯，構建了級聯型帶通微波光子濾波器，并探討了光纖環(huán)形諧振器對濾波器濾波性能的影響。理論分析結果表明:減小光纖環(huán)形諧振器中耦合器的耦合比或者增大諧振器中光纖環(huán)的長度，可

5、以有效的提高微波光子濾波器的主旁瓣抑制比MSSR和品質因數Q。
　　 第四、提出了基于SBS效應的復系數帶通微波光子濾波器。將非線性特性中的SBS效應引入濾波器的結構設計中，得到了復系數帶通微波光子濾波器。分析結果表明:通過改變由SBS效應引入的相移量(φ)的大小，可實現濾波器的中心頻率的調諧;通過減小多波長光載波的波長間隔Δ(λ)或者擴展寬帶光源的工作帶寬ωBos，可提高濾波器的品質因數Q。此外，通過加入Sagnac干涉儀對多